矿井提升机电控系统原理设计
160kW矿井提升机交流电控系统-控制电路设计
2011届毕业设计（论文）160kW矿井提升机交流电控系统-控制电路设计系部：建设管理与房地产系专业名称：工程管理班级：09级学号：090340334作者：陈磊指导老师：2011年10月08日同济大学继续教育学院本科毕业论文160kW矿井提升机交流电控系统-控制电路设计AC Electronic Control System of 160kW Mine Hoist - Design of Control Circuit摘要矿井提升机是煤炭、冶金等深井矿山生产过程中非常重要的设备。
对矿井提升机的电气控制设备基本要求是：安全第一、高度可靠、功能强大、使用方便。
目前国外基本上都采用基于PLC技术的矿井提升机交流电控系统。
而我国矿井提升机大多是采用交流异步电机拖动，其电气控制系统采用转子串、切电阻调速，由继电器-接触器构成逻辑控制装置。
随着计算机和PLC技术的不断发展，采用先进的控制技术改造矿山行业的传统控制系统已经势在必行。
本文以安全、可靠、高效、经济为出发点，以可靠性原则为依据，对矿井提升机交流电控系统中转子电路串电阻调速部分，进行研究设计，由可编程控制器(PLC)代替继电器-接触器构成逻辑控制装置。
并采用现代化的管理和监视手段保障提升机的安全运行。
从而使矿井提升机的控制性能得到极大的改善，使其自动化水平、安全、可靠性都达到新的高度。
关键词:矿井提升机；电控系统；PLC技术AbstractMine hoist is very important equipment in production process of coal, metallurgy and so on of mine in such deep well. The basic requirements are: “safety first, high reliability, powerful, easy to use”for electronic control equipment of the mine hoist. Currently in foreign countries, control system of mine hoist basically uses AC control system of PLC. But in China, the mine hoist mostly uses AC induction motor to drag, and the electronic control system uses rotor string of resistance or rotor cut resistance to adjustment speed, and using relays-contactor to constitute logic control device. With the development of computer and PLC technology, using advanced control technology to transform mine industry's traditional control system has been imperative. This paper use safety, reliability, efficiency, economy as the starting point, according to the principle of reliability, we study and design the part of rotor string of resistance and rotor cut resistance to adjustment speed in AC electronic control system of mine hoist. Programmable logic controller (PLC) replaces the relay-contactor to constitute logic control unit. Adopting modernized management and monitoring means to guarantee the safe operation of the hoist. The control performance of mine hoist get a great improvement, and its automation level, safety and reliability reaches to new height.Keywords:mine hoist; electronic control system; PLC technology目录第一章绪论---------------------------------------------------------------------------------------- 11.1 矿井提升机交流电控系统的研究背景------------------------------------------------- 11.2 矿井提升机交流电控系统的研究现状及其发展趋势 ------------------------------ 11.3 矿井提升机交流电控系统的研究目的和意义---------------------------------------- 21.4 本文主要内容 ------------------------------------------------------------------------------- 2 第二章可编程控制器（PLC） --------------------------------------------------------- 32.1 可编程控制器的基本概念---------------------------------------------------------------- 32.2 可编程控制器的基本结构和工作原理------------------------------------------------- 32.2.1 可编程控制器的基本结构 ------------------------------------------------------- 32.2.2 可编程控制器的工作原理 ------------------------------------------------------- 42.3 可编程控制器的特点与应用------------------------------------------------------------- 52.3.1 可编程控制器的特点 ------------------------------------------------------------- 52.3.2 可编程控制器的应用 ------------------------------------------------------------- 62.4 可编程控制器控制系统与继电器控制系统的比较 --------------------------------- 72.4.1 可编程控制器控制与继电器控制的区别 ------------------------------------- 72.4.2 可编程控制器控制系统与继电器控制系统相比的优点 ------------------- 82.5 S7-200系列PLC---------------------------------------------------------------------------- 92.5.1 S7-200系列PLC概述------------------------------------------------------------- 92.5.2 S7-200系列PLC特点------------------------------------------------------------- 92.6 可编程控制器软元件---------------------------------------------------------------------- 92.7 可编程控制器的编程语言-------------------------------------------------------------- 102.8 本章小结 ----------------------------------------------------------------------------------- 10 第三章矿井提升机电控系统设计 --------------------------------------------------- 113.1 矿井提升机电控系统设计方案-------------------------------------------------------- 113.2 矿井提升机电控系统设计的要求和内容-------------------------------------------- 113.3 矿井提升机电控系统的工艺要求----------------------------------------------------- 113.4 矿井提升机电控系统改造的途径----------------------------------------------------- 123.5 矿井提升机电控系统主电路设计----------------------------------------------------- 123.5.1 主电路的结构与组成 ----------------------------------------------------------- 123.5.2 电机正、反转回路--------------------------------------------------------------- 133.5.3 调速回路--------------------------------------------------------------------------- 133.5.4 测速回路--------------------------------------------------------------------------- 143.5.5 制动回路--------------------------------------------------------------------------- 143.5.6 安全回路--------------------------------------------------------------------------- 143.6 矿井提升机主电路的运行过程-------------------------------------------------------- 143.7 本章小结 ----------------------------------------------------------------------------------- 15 第四章矿井提升机电控系统-PLC控制电路设计---------------------------- 164.1 PLC控制电路设计概述------------------------------------------------------------------ 164.2 PLC控制电路设计的基本原则 -------------------------------------------------------- 164.3 PLC控制电路设计的一般步骤和内容 ----------------------------------------------- 164.4 PLC控制电路的功能--------------------------------------------------------------------- 164.5 S7-200系列PLC及其扩展模块的选型---------------------------------------------- 174.5.1 S7-200系列PLC的选型-------------------------------------------------------- 174.5.2 扩展模块的选型------------------------------------------------------------------ 174.6 PLC硬件接线图--------------------------------------------------------------------------- 184.6.1 PLC主接线图 --------------------------------------------------------------------- 184.6.2 PLC模拟量扩展模块接线图 --------------------------------------------------- 194.6.3 PLC数字量扩展模块接线图 --------------------------------------------------- 204.6.4 LED显示电路 --------------------------------------------------------------------- 214.7 技术经济分析 ----------------------------------------------------------------------------- 214.8 本章小结 ----------------------------------------------------------------------------------- 22 结论 ------------------------------------------------------------------------------------------------- 23 致谢 ------------------------------------------------------------------------------------------------- 24 参考文献-------------------------------------------------------------------------------------- 25第一章绪论1.1 矿井提升机交流电控系统的研究背景矿井提升机是矿井人员、物资设备上下井的关键设备，常被人们称为矿山的咽喉，是矿山最重要的设备，是地下矿井与外界的唯一通道，肩负着矿石、物料、人员等的重要运输责任。
矿井提升机矿电控系统PLC改造设计
目录引言................................................. 错误!未定义书签。
第一章传统矿井提升机电控系统. (2)1.1 传统矿井提升机电控系统概述 (2)1.2 矿井提升机电控系统的组成 (2)1.2.1 TKD-A电控系统的主回路 (2)1.2.2 TKD-A电控系统的控制系统 (3)1.3 提升机电气控制方式 (6)1.3.1 提升机运行速度图 (6)1.3.2 提升机的运行过程 (7)1.4 传统矿井提升机电气控制系统存在的问题 (12)第二章电控系统PLC改造设计 (13)2.1电控系统PLC改造的意义 (13)2.2电控系统PLC改造总体方案 (13)2.3 PLC控制系统的组成及各部分的功能 (15)2.3.1 PLC控制系统的组成 (15)2.3.2 PLC控制系统各部分的功能 (15)2.4 PLC的选择及I/O点的分配 (16)2.4.1 PLC的选择 (16)2.4.2 确定系统的输入设备和输出设备 (16)2.4.3 S7-300 PLC接线图 (18)2.4.4 PLC与其他原元件的对应关系 (18)2.5 PLC电控系统原理设计 (23)2.5.1 主控逻辑电路 (24)2.5.2 可调闸动力制动电路 (24)2.5.3 信号检测控制仪电路 (26)2.5.4 加速电阻切换接触器柜 (27)2.5.5 高压换向动力制动切换柜 (27)2.5.6 动力制动电源 (28)2.6 工作过程介绍 (28)2.6.1 开车前准备 (28)2.6.2 速度图的实现 (28)2.6.3 各阶段的实现 (29)2.7 结构化程序编制 (31)2.7.1 软件结构 (31)2.7.2结构化梯形图程序编制 (31)2.7.3 语句表程序编制 (3232)第三章工艺设计 (33)3.1 设备平面布置示意图........................... 错误!未定义书签。
论文12矿井提升机电控系统原理设计
矿井提升机电控系统原理设计摘要我国矿井提升机大多是采用交流异步电机拖动，其电气控制系统采用转子串、切电阻调速，由继电器-接触器构成逻辑控制装置。
本文以安全、可靠、高效、经济为出发点，以可靠性原则为依据，对矿井交流提升机电控系统进行研究设计，由可编程控制器(PLC)代替继电器-接触器构成的逻辑控制装置。
其中简单介绍了国内外矿井提升机发展概况，提升机机械结构、工作原理，分析了其技术经济性。
对于PLC的控制原理及应用做了一般性的介绍。
详述了提升机电控系统和调速原理，如：测速部分和保护部分。
本文以TKD-NT 单绳缠绕式矿井提升机为例，提出了研究设计方案，并且在实践中成功实施。
PLC电控系统实现了对提升过程的程序控制，精度高；实现了速度、电流以及矢量的数字交换等，对提升机进行闭环调节；实现行程、速度等重要参数及提升状态的监视；实现无触点控制，寿命长，可靠性大大提高，具有良好的控制监视系统；实现了显示、记录等有关数据的全部自动化。
关键词：矿井交流提升机，PLC，调速，电控技术研究THE DESIGN OF ELECTRIC CONTROL SYSTEMBASED ON MINE ELEVATORABSTRACTIn China, mine elevator whose electric control system uses speed regulation by means of stringing and slicing the rotor resistance, and it constitutes the logic control device by the relay and contactor adopting the means of the drive of AC asynchronous motor in most cases. This paper which studies and designs the electric control system of AC mine elevator, adopting PLC which takes the place of the logic control device constituted by the relay and contactor takes the security, reliability, high efficiency, economy as a starting point, and takes the reliability principle as the basis. There into, this paper gives a brief introduction on the development of mine elevator in home and abroad, its framework and theory, while doing some economic study. Then, it introduces the theory and application of PLC simply. On the side, it goes into particulars about electric control system, for example, speed measurement and safeguard. This paper sets TKD-NT elevator for an example, proposes the research and design plan which puts in practice successfully. The electric control system based on PLC has carried out the procedure control of hoist process and high accuracy, closed-cycle control of mine elevator through speed, electric current as well as digital switching of vector and so on, the monitor of important parameters such as the distance of travel, speed, the state of hoist. In addition, the system also has carried out contact less control, long life-span, reliability greatly improved, good control supervisory system and completely automation of relevant data’s demonstration, recording and so on.KEY WORDS: AC mine elevator, PLC, speed regulation, electric controltechnology research目录前言 (1)第1章国内外矿井提升机发展概述 (2)§1.1国外矿井提升机现状 (2)§1.2我国矿井提升机电气控制系统的现状 (2)第2章提升机机械结构及工作原理 (4)§2.1机械结构 (4)§2.2工作原理 (5)第3章串电阻调速系统 (7)§3.1串电阻调速系统原理 (7)§3.2串电阻调速程序 (8)第4章提升机电控系统构成 (14)§4.1引言 (14)§4.2主回路 (15)§4.3测速回路 (16)§4.4安全回路 (16)§4.5控制回路 (18)§4.5.1 信号回路 (18)§4.5.2 电机正反转回路 (18)§4.5.3 制动回路 (19)§4.5.4 转子电阻控制回路 (19)§4.6监控系统 (20)§4.6.1 上位机 (20)§4.6.2 操作台 (21)第5章PLC 操作主控系统原理及应用 (22)§5.1PLC系统组成 (22)§5.2各单元基本特点 (22)第6章技术经济性分析 (24)结论 (26)致谢 (27)参考文献 (28)前言矿井提升机常被人们称为矿山的咽喉，是矿山最重要的关键设备，是地下矿井与外界的唯一通道，肩负着矿石、物料、人员等的重要运输责任。
矿井提升机电控
矿井提升机电控TSDG-PC-1286编制:杜海宽审查:孙文波批准:王九茂洛阳九亿重工有限公司2009年 01 月目录1、电控设备使用环境……………………………………………………22、电控系统基本参数……………………………………………………33、电控系统的主要组成部分与作用……………………………………2 3.1 PLC简介……………………………………………………………2 3.2 主回路………………………………………………………………3 3.3 安全回路…………………………………………………………….3 3.4 测速回路……………………………………………………………5 3.5 控制回路……………………………………………………………5 3.6 辅助回路……………………………………………………………5 3.7 位置检测回路………………………………………………………54、系统的保护与连接……………………………………………………55、线路动作简介…………………………………………………………6 5.1 开车前的准备工作…………………………………………………6 5.2 启动加速---等速运转---减速---停车………………………………6 5.3 验绳方式……………………………………………………………8 5.4 故障开车……………………………………………………………8 6、PLC控制的优点………………………………………………………附录全数字动力控制电控设备使用说明书…………………………9 矿井提升机上位监控系统使用说明书……………………………… 21 1、电控设备使用环境1.1 环境温度不高于40?、不低于-20?;1.2 相对湿度不超过85,(+25?);1.3 没有导尘埃及对金属和绝缘体有破坏作用的气体;1.4 没有剧烈的震动和颠簸;1.5 不必防爆的地方;1.6 采取措施后能满足上述条件的场所.2、电控系统基本参数适用提升机型号及其名称: 适用主电机: 型号: 功率: 转速: 电压: 电流: 适用液压站: 制动方式: 工作水平数: 工作方式: 操作台:3、电控系统的主要组成部分与作用3.1 PLC简介可编程控制器(Programmable Controller)缩小为PC,为了与个人计算机的PC(Programmable Controller)相区别,有时在PC中人为地增加了L(Logical)而写成PLC.PLC是一种工业控制计算机,它不但代替了继电器控制盘,而且还可以进行逻辑控制、过程控制、数据采集综合控制系统.本系统为双PLC控制,由两个基本单元FX2N-80MR和四个扩展单元以及两个特殊模块完成。
矿井提升机变频电控系统
一、变频器选型
1、二象限变频器系统组成及特点： 、二象限变频器系统组成及特点： 二象限变频器原理简图
• 变频器直流侧使用二极管整流，提供直流电源， 变频器直流侧使用二极管整流，提供直流电源， 能量不能回馈。 能量不能回馈。 • 采用制动斩波器加制动电阻解决电机减速的问题， 采用制动斩波器加制动电阻解决电机减速的问题， 如果电阻选择正确， 如果电阻选择正确，可以产生等同于电机加速时 相同的力矩，使电机减速。 相同的力矩，使电机减速。 • 逆变侧采用 逆变侧采用IGBT电流元件，性能优于 电流元件， 电流元件 性能优于GTO，使变 ， 频器功率能够达到300kVA以上，并且提高了可靠 以上， 频器功率能够达到 以上 性。
2、四象限变频器系统组成及特点 、 四象限变频器原理简图
• 直流侧采用动态前端代替二极管整流桥，可以根 直流侧采用动态前端代替二极管整流桥， 据电机负荷变化进行整流或者逆变， 据电机负荷变化进行整流或者逆变，直流电源端 本身就是一台变频器， 本身就是一台变频器，和输出逆变端变频器 BTB(BACK TO BACK)配置。 配置。 配置 • 由于能量可以直接反馈电网，不再需要制动单元 由于能量可以直接反馈电网， 和制动电阻，但是反馈电源质量没有保证， 和制动电阻，但是反馈电源质量没有保证，变频 器电源端需要增加电源滤波器， 器电源端需要增加电源滤波器，对回馈电源进行 滤波。 滤波。 • 两种方案运行效果完全相同，四象限方案节能效 两种方案运行效果完全相同， 果更显著。 果更显著。
3、限制电机力矩设 、 定： 电机力矩极限值在4 电机力矩极限值在 个象限内， 个象限内，均可以 单独设定， 单独设定，一般情 况下出厂设定为额 定力矩的200%，最 定力矩的 ， 大值可以设定为 300%。 。
矿井提升机控制系统设计
电气与电子工程系毕业设计中期检查表
学生姓名班级学号
设计题目矿井提升机控制系统设计指导教师
一、毕业设计情况概述
经过五周的查阅资料和思考我对毕业设计题目有了更深的认识，对设计总体设计也有了更深的思考。
在设计过程中，结合设计任务书我查阅了关于矿井提升机和电机调速等方面的书籍和论文。
通过思考和总结，已经有了比较系统的设计方案。
二、阶段性成果
1.随着资料的搜集和对设计的思考完成了设计的开题报告；
2.通过对资料的阅读分析、方案比较确定了一个可行的方案；
3.经过对方案的分析比较完成了PLC设备的选型，确定了系统的大致结构形式。
三、存在问题
1.矿井提升机变频器的信号控制仍需进一步细化；
2.提升机的深度指示信号实现方案需进一步分析比较；
3.PLC控制硬件连接有待查阅更多资料细化。
四、拟采取的方法和措施
1.由于变频器有多种频率给定方式，所以考虑采用模拟量给定信号；
2.深度指示预备采用传感器感应传输信号或者按比例设计提升机模型进行实时模拟；
3.查阅更多的资料细化PLC硬件连接。
五、指导教师对学生劳动纪律、设计（论文）进展等方面的评语
指导老师签名：年月日。
矿井提升机plc控制系统设计-正文
矿井提升机plc控制系统设计摘要矿井提升机制动系统,是矿井提升系统的安全保障环节，对矿井提升生产效率和工作性能都有着重要意义。
矿井提升机制动系统由液压站和制动器两部分组成,其制动性能直接影响到提升系统的稳定性与安全性.矿井提升机制动系统的可靠性和准确性是矿井提升和安全运行的重要保证。
目前,提升机制动系统多采用盘式制动器,盘式制动器的制动力由液压泵站提供。
本文对提升机制动系统中液压站和制动器的结构组成及工作原理进行了简单的介绍,同时对相关参数进行计算，总结了提升机制动系统制动性能的评判要求，以及影响制动性能的主要因素。
为了保证液压泵站的安全运行，便于操作人员掌握工作状况，本文设计了提升机制动控制系统.关键词：盘式制动器;液压站；安全目录1.引言 (1)1.1研究背景及意义 (1)1.2国内外研究现状 (2)2.矿井提升机制动系统 (3)2.1提升机液压系统的组成与工作原理 (3)2.1.1液压系统的组成 (3)2.1.2液压系统工作原理 (4)2.1.3液压系统重要参数 (5)2.2提升机盘式制动器的结构与工作原理 (6)2.2.1盘式制动器的结构 (6)2.2.2盘式制动器工作原理 (7)2.3制动性能及其影响因素 (7)2.3.1制动性能 (7)2.3.2影响制动性能的因素 (9)2.4系统硬件部分 (10)2.5系统软件部分 (11)3.结语 (12)参考文献 (14)致谢 (16)1。
引言1.1研究背景及意义在煤矿企业生产过程中矿井提升机是十分关键及重要的设备之一，其主要功能是提升矿物以及升降人员，担负着采矿生产活动正常运行的重要任务，占有极其重要的地位。
提升机在运行时的安全性及可靠性是由其制动性能的优劣决定的。
在工作运行过程中矿井提升设备遇到故障，而没有采取有效地紧急制动措施，这种情况将导致的后果不仅是提升机设备自身损坏，而且极大的可能会造成人员伤亡的严重事故。
根据以往提升机出现故障事故的不完全统计结果分析,60％以上的提升故障都是由于制动系统出现问题而造成的。
基于PLC的煤矿提升机电控系统设计
基于PLC的煤矿提升机电控系统设计摘要：电控系统是煤矿提升机的核心构成要素，本文基于PLC的煤矿提升机电控系统设计为主要的研究对象，通过介绍电控系统的构成、控制模式以及总体设计分析等内容，以期达到对设计总体方案的实际应用效果，实现提升机运行的稳定性与安全性，进而升级我国煤矿提升机电控系统设计的整体应用水平。
关键词：PLC；电控系统；煤矿提升机；设计方案一、电控系统的构成通常情况下，成套的电控系统包括高压配电系统、低压配电系统、安全保护系统、操作系统、监控系统以及全数字变流驱动系统几种。
而主电控系统主要包含了电源电路、PLC保护回路、驱动电路以及控制回路等。
其中，电源回路通过将交流电源转变为直流电源，借助于变频器创建新的电源电路，有效增强整个电源工作的高效性与可靠性；PLC保护回路则是利用跳闸、合闸级基本回路特征与要求，采取一定的措施对PLC进行过流过压的保护；驱动电路主要用来放大控制电路的信号，使其能够驱动功率晶管体，也就是通过PLC的输出回路驱动提升机的构件来完成预期的控制动作。
通过可控的电控系统组件，实现对煤矿提升机的供电功能。
二、电控系统的控制模式基于PLC的煤矿提升机电控系统，其控制模式主要分为信号采集系统与上位机监控系统。
信号采集系统主要负责对煤矿提升机各项工作参数与状态参数的实时采集。
在此过程中，采集参量中模拟量通过PLC的入口进入到内部，数字参量的数字量通过PLC的开关量入口进入到内部，再由PLC内部的相关程序设定完成对煤矿提升机各项工作参数与状态参数的分析与处理，之后再传输到上位机，实现对参数的显示。
上位机监控是以计算机为主要载体，通过特定的上位机显示控制程序，对远程采集到的工作参数与状态参数进行实时显示[1]。
另外，还能够通过对远程控制指令的下达，完成对煤矿提升机的远程电控。
三、煤矿提升机电控系统的总体设计分析煤矿提升机作为矿井底部生产运输的重要设备，对井下煤矿的物资运输以及人员运输起着至关重要的作用。
交流矿井提升机电控系统设计 (1)
mm(宽x 厚x 高)的开关柜中， 控制可靠， 体积小， 维护简单。
高压换向动力制动切换柜: 用真空接触器构成，过电压保护 措施为RC 吸收和压敏电阻双重保护，动力制动切换采用多 断点小电流切换技术，解决了真空接触器切断直流的问题。 各开关问除了电气闭锁还有机械闭锁，所有器件均装在 1 个 800mm x 800mm x 1800mm 的开关柜中。 动力制动电源柜: 采用晶闸管整流技术，电路结构加了多重保护，尺寸仅为 .
相连 ; 结构 易于扩 展 。
JTKD- PC型电控系统虽然较传统TKD- A电控系统有了 较大改善，但未从根本上解决串电阻调速的固有缺点，如特
性软、稳定性差、能耗大等。 3 结束语
1. 5 有用程序的实现按行程给定和按时间给定两种方案 供用户选择，省去了现场安装和调整手续，并为实现自 动化 方式运行提供了有效手段。 1. 6 有安全回路控制接点动作记忆电路。一旦安全回路 动作，引起动作的接点即被记忆，并不断以语言形式播放接 点位置，只有维修人员才能解除播放。动作记忆和语言播放 内容有: 减速段过速、 等速段过速、 速度超过2m / s 紧急停 车、 深度指示器失效、 制动油过压、闸瓦磨损、 钢丝绳松绳、 到达减速点等。 1.7 设计电路时从井口到车房， 井口 到井底的信号按 《 安
可编程序控制器(简称PC机)是当前工业控制领域应用量
最大的工业控制之一。它在交流பைடு நூலகம்动的矿井提升机系统中得
到应用，JTKD- PC 型电控系统是目 前较先进的矿井提升机 交流拖动电控系统。 JT KD- P C 型电控系统采用日 本立石公司 C 系列 P 型 60+60 点可编程序控制器，配以用引进技术生产的真空接触 器和TSZX- O 1型提升机综合显示控制仪、 KT- KI JZD可 调闸动力制动电子模板、YTXH- 0 1型语言报警通讯机式提
简析矿井提升机电控系统组成及原理设计
简析矿井提升机电控系统组成及原理设计1、矿井提升机电控系统机械结构组成在进行矿山采矿时矿井提升机属于一种把井下和地面联系起来来的唯一运输工具。
它是由主轴、制动器、卷筒、电控柜、减速器、液压站、深度指示器以及操作台等部分所构成的。
1.1、主轴装置对于主轴装置而言它是由主轴、两个卷轴、调绳装置等所组成。
主轴装置中固定转轴在右侧，游动转轴在左侧，在进行调绳时它能和主轴进行相对滑动，主轴装置大多都是采用整体焊接式或者是剖分式。
对于弹性结构的卷轴而言，其强度大，受力均匀。
1.2、液压站对于液压站它主要是在控制制动器中所使用，它的特点大概有下面几点：（1）当有压力产生时它能通过调节制动油进而来控制制动器，同时获取制动力柜。
（2）液压站他可以迅速使制动器回油，还可以产生二级甚至一级安全制动。
（3）液压站它能产生压力油，这样对于双筒提升机调绳装置的控制（就是离合器开合）有很大作用。
1.3、盘形制动器在矿井提升机的制动系统当中盘形制动器是其中的一重要部件，它是在安全制动与工作制动时所使用的。
所以对其要求就不仅仅是重量轻、结构紧凑，还要求动作灵敏、操作简单即要安全又要可靠。
1.4、减速器矿井提升机所采用的减速器是双极圆弧齿轮，它是由机体、两级人字齿轮对和机盖等所构成。
而减速器中所用润滑油是通过独立的润滑油站所稀油强制的，每个轴承用的都是滚动轴承。
1.5、润滑系统减速器轴承、主轴承以及齿轮的润滑油都是通过润滑油站集中进行供给的，润滑系统主要有薄片过滤器、齿轮油泵、供油指示器、电接点压力表、管路、旋塞等构成。
矿井提升机电气系统中的润滑油站一共有两套齿轮泵装置，有一套是备用的。
注意过滤器一定要定期进行清洗。
1.6、测速发电机矿井提升机电气系统中的测速发动机，它主要组成是三角皮带轮、直流电机、护罩、三角皮带等。
它主要有以下作用：能发出与矿井提升机的减速轴真正的转数相适应的直流电压，能够真实的反映容器的速度。
测速发电机能提供直流电源给起速保护继电器与限速保护继电器等。
基于PLC矿井提升机控制系统设计
PLC智能控制系统的优势
5、便于维护：PLC智能控制系统具有较小的体积和较轻的重量，安装和维护 较为方便，同时具有自我诊断和故障修复功能，能够减少维护工作量和维修成本。
四、系统测试与评估
最后，在系统正式投入使用后，应持续对控制系统的运行情况进行监控和维 护，及时处理潜在的问题和故障，确保控制系统的稳定性和可靠性。
五、总结与展望
五、总结与展望
基于PLC的矿井提升机控制系统在设计、实现和测试过程中，都取得了较好的 结果。通过合理选择硬件设备和优化软件算法，控制系统在提升机的安全性和可 靠性方面得到了显著提高。严格的测试与评估为控制系统的稳定运行提供了有力 保障。
在硬件实现方面，选择具有较高可靠性和稳定性的PLC控制器，如Siemens S7系列或Rockwell AB系列。输入输出模块根据实际需要选择相应的型号，以满 足信号类型和电压等级的要求。通信模块可采用以太网或RS485串口通信方式， 具体取决于上位机和其他设备的通信协议。执行器则根据控制信号的特性选择合 适的电液比例阀或变频器等设备。
三、系统实现
在软件实现方面，采用模块化编程方法，将控制算法、故障诊断和安全保护 等功能划分为不同的模块，便于维护和升级。同时，使用实时数据库技术，实现 数据共享和交互，提高整个控制系统的响应速度和稳定性。
四、系统测试与评估
四、系统测试与评估
为了确保基于PLC的矿井提升机控制系统的稳定性和可靠性，需要进行严格的 测试与评估。
五、总结与展望
然而，随着矿山生产技术的不断发展和自动化水平的提高，基于PLC的矿井提 升机控制系统仍有许多可以改进和完善的地方。例如，可以引入更多智能控制算 法，如神经网络、模糊控制等，以提高控制系统的复杂度和适应性。加强与上位 机等其他设备的通信协议和数据交互，实现提升机控制系统的远程监控和故障诊 断，提高
矿井提升机电控制系统设计
矿井提升机电控制系统设计
首先，硬件设计是矿井提升机电控制系统的基础。
在硬件设计中，需
要考虑到矿井环境复杂、恶劣的特点，选择适合的电气元器件，并进行合
理的布线。
此外，还需要合理设计电气保护装置，如过流保护、过载保护
和接地保护等，以确保提升机运行的安全性和可靠性。
其次，软件设计是矿井提升机电控制系统的核心。
在软件设计中，需
要考虑到提升机的运行特点，采用合适的控制算法和控制策略。
例如，可
以采用速度闭环控制算法，通过实时测量提升机的速度信号，实现对提升
机的精确控制。
同时，还需要结合传感器数据，实现对提升机的状态监测
和故障诊断，以及对提升机的启动、停止和运行速度的调整等功能。
此外，还需要考虑到通信协议的选择，以实现与上位机的数据交互和远程监控。
最后，安全性能是矿井提升机电控制系统设计的重要方面。
矿井提升
机作为一种特殊的运输设备，其工作环境复杂、风险高，因此安全性能是
至关重要的。
在设计中应采用多重安全保护措施，确保提升机的安全运行。
例如，可以采用双电源供电设计，以确保电源的可靠性；还可以设计限位
开关、安全传感器等，及时检测到异常情况并采取安全措施。
综上所述，矿井提升机电控制系统设计涉及到硬件设计、软件设计以
及安全性能等多个方面。
在设计中，需要考虑到矿井环境的特殊性和提升
机的工作特点，采用合适的控制算法和控制策略，设计相应的电气保护装置，以确保提升机的安全运行。
只有在充分考虑到这些因素的基础上，才
能设计出一套性能优良、安全可靠的矿井提升机电控制系统。
矿业企业矿井提升机电控系统设计方案的研究
引言矿用提升机作为煤矿生产中的关键设备,主要承担矿井中煤矿、人员、货物等的提升作用,其设备的运行高效性、快速性及低故障性对整个煤矿的高产值生产起到举足轻重的作用。
目前的矿用提升机基本都配备了控制系统,以实现设备的自动化控制[1]。
但由于井下环境的恶劣性,加上整个提升机的控制线路相对复杂,在其实际运行过程中,提升机经常出现工作温度较高、减速制动不稳定、停靠位置不准确等问题,设备及控制系统的故障率相对较高,维修也较难,控制系统的运行不稳定,将给煤矿生产及现场作业安全构成严重威胁[2]。
随着当前控制技术水平的不断提升,为提高提升机运行的综合性能,有必要对其电控系统进行升级设计。
1提升机结构组成矿用提升机作为矿井中的关键设备,其整体结构基本由制动器、滚筒、减速机、电机、润滑系统、钢丝绳等部分组成,工作时通过交流市电带动电机运行,电机再将旋转动力传递至减速机,经过变大的旋转力矩可有效带动旋转主轴,主轴与钢丝绳进行连接,最终实现矿井中滚筒的运行,实现对井下货物及人员的输送任务[3]。
根据矿用提升机在煤矿生产中的工作原理及工作方式,可将其分为缠绕式单滚筒和双滚筒提升机、塔式及多绳式等类型。
提升机虽结构形式有多种,但其工作原理和组成模块基本相同。
根据提升机的功能模块划分,又将其分为电源系统、传动系统、控制系统、动力系统、悬挂系统、制动系统、保护装置等,其中,电源系统则由高压和低压装置、主变压器等构成,而制动系统则包括了制动器、制动闸及液压装置,控制系统包括了继电器柜、操作台、传动柜等[4],其结构组成框架图如图1所示。
而各部分功能模块的实现及运行可靠性,均与一套完整的电控系统息息相关,电控系统的运行稳定及可靠,对保证提升机的运行高效性起到关键作用。
根据国家安全监督总局规定,矿用提升机在使用过程中必须设计一套完整的控制系统,以实现提升机运行速度、过卷、松绳、故障等保护及控制。
为此,后文将以提升机结构组成为研究基础,重点对提升机的控制系统进行设计研究。
矿井提升机的PLC控制系统设计
而在本设计中，也特别需要在安全方面做出应有的装置，安全回路，故障报警等等设计内容都为矿井提升机的安全运行提供了更好的保障。
调速方式
矿井提升机调速基于异步电机，转速公式为：
（2-1）
因此想要改变电机转速，可通过的方式有：改变转差率s，改变电机的极对数p，改变供电频率f。
从调速的本质来看，可分为改变同步转速或者不改变同步转速两种。
在本次设计中选择了三菱公司的一款PLC产品，它的功能强大，能够很好地满足本次的设计任务。通过该款PLC产品，配合变频器的使用，能够很好地控制矿井提升机正常运行，也为将来的功能调整提供便利。
变频技术简介
异步电机的转速主要有电压和频率决定。而现代变频器技术则是通过改变电源频率的方法来进行调速的控制设备，是一种整合了微电子技术和变频技术的新型调速方式。变频器主要由整流、滤波、逆变三大部分组成。其中对于频率的调整是选择了电力电子开关器件来实现的。通过对于多个电力电子开关器件的正确连线，在使用中通过开关的通断可以进行无极的频率电压参数调节，这种新型的调速方法不但可以达到调速的预期目的，相比传统的电阻调速，它还在节能方面有更突出的优势。市面上绝大多数变频器均拥有自己的丰富的辅助功能，在电力控制的流程中，一旦产生了过载，过压等等危险的故障现象，变频器能够通过安全回路和过载保护功能来很好的保护电机，同时提升了矿井提升机运行中的安全系数。正是由于变频技术随着自动化技术的提升而越来越先进，目前，已经在各类工业级电机的运行控制调速系统中，已经成为了不可忽视的一种先进调速思路。
矿井提升机电控系统
矿井提升机电控系统介绍矿井提升机在矿山和其它类似应用中起到了至关重要的作用。
它们用于将矿石、煤炭和其他物料从地下提升到地面。
矿井提升机的电控系统扮演着关键角色，它负责控制提升机的运行、监测其状态并确保操作的安全性和可靠性。
本文将介绍矿井提升机电控系统的架构、功能和关键技术。
架构矿井提升机电控系统通常包括以下几个关键组件：1.主控制器：主控制器是电控系统的核心，它负责接收操作员的指令、监测提升机的状态，并根据需要控制电机和其他执行器的运行。
2.电机驱动器：电机驱动器将主控制器发送的指令转化为电机可以理解的信号，以控制电机的转速和方向。
3.传感器：传感器用于监测提升机的状态，例如提升机的位置、负载重量、速度等。
这些传感器可以是位置传感器、重量传感器、速度传感器等。
4.安全系统：矿井提升机的安全性至关重要，安全系统用于监测潜在的危险情况，并在必要时采取相应的措施，例如紧急停机、报警等。
5.通信模块：通信模块用于与其他系统进行数据交换，例如与监控系统、调度系统等进行通信。
功能矿井提升机电控系统的功能主要包括以下几个方面：1.运行控制：电控系统可以控制提升机的启动、停止、运行速度和方向。
它可以根据操作员的指令以及传感器的反馈信息，智能地调整提升机的运行状态。
2.故障检测与诊断：电控系统可以通过传感器监测提升机的状态，并及时检测和诊断故障。
一旦发现故障，系统可以发送警报并采取相应的措施，例如停机或切换到备用系统。
3.安全保护：电控系统可以通过安全检测和控制功能确保提升机的安全运行。
例如，它可以监测提升机的负载重量，当超过额定载荷时，系统会发出警报并停止运行，以防止提升机超负荷工作。
4.数据记录与分析：电控系统可以记录提升机的运行数据，例如运行时间、负载情况、故障情况等。
这些数据可以用于后续分析和优化工作，以改进提升机的性能和可靠性。
关键技术矿井提升机电控系统的设计和实现涉及了多种关键技术，包括但不限于以下几个方面：1.PLC（可编程逻辑控制器）：PLC是常用的控制设备，可以灵活地实现逻辑控制和数据处理。
矿井提升机电控系统设计
摘要【中文摘要】矿井提升机是矿山生产的关键设备,其运行的安全性和可靠性对矿山生产起着至关重要的作用。
传统的矿井提升机系统控制精度不高、调速性能较差、安全保护和监测环节都不够完善。
本文以甘肃华煤集团陈家沟矿副井提升机电控系统的改造项目为工业背景,对原有的调速系统和控制回路进行改良设计,利用组态软件完成上位机监控系统设计。
调速系统采用变频调速方式,提高了提升机运行的稳定性,同时降低了能源消耗。
控制系统采用PLC控制方式,设计了双PLC冗余控制系统,极大保障了提升机运行的可靠性;此外,推导出行程给定中理想S形速度曲线的数学模型,并在Matlab中进行仿真,验证了该控制系统的可行性。
上位机监控通过工业以太网与PLC通信,实时显示提升机的运行参数和状态,支持在线WEB发布功能,实现系统远程监控。
经过以上改造设计,该矿井提升机安全性和稳定性大幅提高,不仅节能效果显著,还提高了生产效率。
【英文摘要】The mine hoist is the most important equipment in mine mountain, it is crucial for mine production that stability and reliability. The property of traditional electrical control system for the mine hoist is worse, there are many problems such as bad control precision、poor speed adjusting performance、faulty safety protection and monitoring parts.In the background of the retrofit of auxiliary hoist electrical control system of Chenjiagou Mine belongs to Gansu Huamei Group, the author has improved its spee...【关键词】矿井提升机变频调速 PLC控制上位机监控【英文关键词】mine hoist frequency control PLC control PC monitoring system目录第一章矿井提升机电控系统的基本情况介绍 (1)第二章矿井提升机交流TKD电控系统的工作原理 (4)第一节主回路的组成和工作原理 (4)第二节测速回路的工作原理 (7)第三节安全回路的工作原理 (8)第四节控制回路的组成和工作原理 (11)第五节工作过程介绍 (16)第三章PLC控制系统软件、硬件介绍 (23)第四章PLC控制提升机交流电控系统的组成、功能、原理 (27)第一节PLC控制提升机交流电控系统的组成 (27)第二节PLC控制提升机交流电控系统的功能 (27)第三节PLC控制提升机交流电控系统的原理 (27)第五章PLC控制提升机交流电控系统硬件、软件设计 (29)第一节提升机总体开发方案 (29)第二节提升机PLC输入输出分配 (31)第三节PLC软件结构及设计 (39)第四节安全回路设计与实现 (43)第五节系统操作 (46)第六节特殊功能 (48)第七节提升机电控系统对速度、位置的控制 (50)第八节总结 (54)参考文献 (55)第一章矿井提升机电控系统的基本情况介绍目前，大多数中、小型矿井采用斜井绞车提升，传统斜井提升机普遍采用交流绕线式电机串电阻调速系统，电阻的投切用继电器—交流接触器控制。
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矿井提升机电控系统原理设计摘要我国矿井提升机大多是采用交流异步电机拖动，其电气控制系统采用转子串、切电阻调速，由继电器-接触器构成逻辑控制装置。
本文以安全、可靠、高效、经济为出发点，以可靠性原则为依据，对矿井交流提升机电控系统进行研究设计，由可编程控制器(PLC)代替继电器-接触器构成的逻辑控制装置。
其中简单介绍了国内外矿井提升机发展概况，提升机机械结构、工作原理，分析了其技术经济性。
对于PLC的控制原理及应用做了一般性的介绍。
详述了提升机电控系统和调速原理，如：测速部分和保护部分。
本文以TKD-NT单绳缠绕式矿井提升机为例，提出了研究设计方案，并且在实践中成功实施。
PLC电控系统实现了对提升过程的程序控制，精度高；实现了速度、电流以及矢量的数字交换等，对提升机进行闭环调节；实现行程、速度等重要参数及提升状态的监视；实现无触点控制，寿命长，可靠性大大提高，具有良好的控制监视系统；实现了显示、记录等有关数据的全部自动化。
关键词：矿井交流提升机，PLC，调速，电控技术研究THE DESIGN OF ELECTRIC CONTROL SYSTEMBASED ON MINE ELEVATORABSTRACTIn China, mine elevator whose electric control system uses speed regulation by means of stringing and slicing the rotor resistance, and it constitutes the logic control device by the relay and contactor adopting the means of the drive of AC asynchronous motor in most cases. This paper which studies and designs the electric control system of AC mine elevator, adopting PLC which takes the place of the logic control device constituted by the relay and contactor takes the security, reliability, high efficiency, economy as a starting point, and takes the reliability principle as the basis. There into, this paper gives a brief introduction on the development of mine elevator in home and abroad, its framework and theory, while doing some economic study. Then, it introduces the theory and application of PLC simply. On the side, it goes into particulars about electric control system, for example, speed measurement and safeguard. This paper sets TKD-NT elevator for an example, proposes the research and design plan which puts in practice successfully. The electric control system based on PLC has carried out the procedure control of hoist process and high accuracy, closed-cycle control of mine elevator through speed, electric current as well as digital switching of vector and so on, the monitor of important parameters such as the distance of travel, speed, the state of hoist. In addition, the system also has carried out contact less control, long life-span, reliability greatly improved, good control supervisory system and completely automation of relevant data’s demonstration, recording and so on.KEY WORDS: AC mine elevator, PLC, speed regulation, electric controltechnology research目录摘要 (1)绪论 (4)第1章国内外矿井提升机发展概述 (5)1.1 国内矿井提升机现状 (5)1.2我国矿井提升机电气控制系统的现状 (5)第2章提升机机械结构及工作原理 (7)2.1机械结构 (7)2.2工作原理 (8)第3章串电阻调速系统 (10)3.1串电阻调速系统原理 (10)3.2串电阻调速程序 (11)第4章提升机电控系统构成 (18)4.1引言 (18)4.2主回路 (19)4.3测速回路 (20)4.4安全回路 (21)4.5控制回路 (22)4.5.1 信号回路 (22)4.5.2 电机正反转回路 (22)4.5.3 制动回路 (23)4.5.4 转子电阻控制回路 (23)4.6监控系统 (24)4.6.1 上位机 (24)4.6.2 操作台 (25)第5章PLC 操作主控系统原理及应用 (26)5.1PLC系统组成 (26)5.2各单元基本特点 (26)第6章技术经济性分析 (28)结论 (30)致谢 (32)参考文献 (33)绪论矿井提升机常被人们称为矿山的咽喉，是矿山最重要的关键设备，是地下矿井与外界的唯一通道，肩负着矿石、物料、人员等的重要运输责任。
对提升机来说，运行的安全性与可靠性是至关重要的。
采用新技术、新设备、新工艺来装备煤炭生产的各个环节，以达到减人提效、确保安全生产的目的，是科技兴煤的必由之路。
矿井提升设备，其中主要是提升机及其控制和安全设备，也同样要面临着这一必经之路。
多年来，矿井提升机及其拖运、安全保护系统等设备的技术水平和安全水平一直是困扰煤炭安全生产和效益提高的重要因素。
为改变这一状况，煤炭行业的科研、高校、生产企业和待业主管部门以及机行业的科研和生产企业的工程技术人员做了大量的工作，已开发了众多适用的产品和技术，积累了丰富的经验，取得了长足的进步。
大家可以看到，眨眼间我国已经可提供多种技术先进、性能可靠、安全性高的矿井提升设备，大多数已在煤矿基建、生产和技术改造等方面获得了成功的应用。
由于可编程控制器结构简单、容易掌握、价格便宜，在一定范围内能满足控制要求，因而使用面甚广，在工业控制领域中一直占主导地位。
继电接触器控制系统有明显的缺点：设备体积大，可靠性差，动作速度慢，功能少，难于实现较复杂的控制，特别是由于它是靠硬连线逻辑构成的系统，接线复杂，当生产工艺或对象需要改变时，原有的接线和控制盘(柜)就要更换，所以通用性和灵活性较差。
提升机的主电动机采用绕线型异步电动机，通过其转子轴上的滑环，向转子绕组回路接入电阻，以便进行起动和调速。
本文诣在对电控系统进行局部的修改、完善，根据我国国情，按照可靠性系统工程的原理，对现的提升电控系统进行综合分析、评价，尽量采用国内外的新技术成果，形成一套较为完整的改造方案及适的换代产品。
根据现有的经济条件，对绕线异步电机串电阻的调速部分的电路，采用无触点的PLC系统代替原有触点的继电器逻辑控制系统，提高系统的安全性及可靠性，充分利用PLC的多种功能，进一步改善控制性能，防止控制系统的内外部干扰。
第1章国内外矿井提升机发展概述下面对国内外矿井提升机的发展作简要的叙述，以在对比中取得更长足的发展。
1.1 国外矿井提升机现状伴随着科技的进步以及对安全性能要求的提高，国外矿井提升机在拖动、调速、电控等方面成绩斐然。
在直流拖动方面，部分发达国家原有的交流提升机已基本上被晶闸管-电动机（SCR-D）系统所取代。
例如：德国、瑞典等国家已有90%以上采用直流提升机，传动系统采用低速直联式，省去了减速机。
在调速方面，直流变频调速被多数专家认为是大型提升机拖动的必然发展方向，其优点众多。
如：提升机容量几乎不受限制，没有整流子电刷这一薄弱环节等。
另外，在国外，微机控制在提升机上的应用已达到成熟阶段。
在对提升行程的控制，对提升过程的监视，安全回路，对制动系统的控制与监视，全数字化调速控制系统等方面均应用广泛。
例如：德国AEO公司的Logidynt(32位机)、西门子公司的SIEM“ynd”（16位机）系统都已应用于提升机上。
此外，在国外，AEG公司生产的内装式提升机以结构简单、占地少、成本低等优势也逐步面向市场。
1.2 我国矿井提升机电气控制系统的现状历经几十年发展，我国的矿井提升机电控技术取得了不少的进步，但与美国、德国等世界发达国家相比，依然存在着很大的差距。
目前，发达国家的矿井提升机电控技术已全面实现了全数字控制，而国内绝大多矿井提升机电控系统还是交流串阻调速继电器—接触器控制，效率低下，安全隐患多，严重制约着我国矿山产业的健康发展，急需大规模的技术改造和更新。
目前，我国矿井提升机90％以上是采用单机容量在1000Kw以下传统的交流异步电机拖动，采用转子串、切电阻调速，由继电器-接触器构成逻辑控制装置。
其中，约70%采用串电阻调速的交流拖动方式。
采用改变转差率S的调速方法，在调速中产生大量的转差功率，使大量电能消耗在转子附加电阻上，导致调速的经济性变差。
极少数提升机采用串级调速方法，其调速范围窄，且投资大。
直流电动机拖动的提升机不足10%，其中多一半为电动机-发电机组供电，采用晶闸管整流传动的只占一少部分。
近年来，仅引进了几台交一交变频同步电机拖动系统。
计算机技术已在提升机电控系统中得到普遍应用。
这种由可编程序的控制、调节装置构成的提升机电控系统的主要特点是：可完成提升行程的测量和设定；实现了对提升过程的程序控制，精度高，对提升机进行闭环调节，具有良好的控制监视系统，实现了显示、记录等有关数据的全部自动化。